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基于ARM的TFT-LCD面板检测设备软件的研究

作 者: 王鑫
导 师: 张健
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: ARM Linux系统 TFT-LCD检测 触摸屏检测
分类号: TN873.93
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要


目前在中小尺寸液晶面板的生产过程中,对每块面板都要进行出厂前的质量测试,所使用的测试设备是根据被检测面板的性能要求而制作的专用设备。而现在几乎所有的数码移动产品都要使用中小尺寸液晶面板,而且不同的产品对面板的要求也不同。由于其应用面广,生产量大,品种规格多,相应的测试硬件和软件又不能通用,测试设备难以规格化,导致企业生产中小尺寸液晶面板的测试和管理成本增加,削弱了企业的市场竞争力。为此企业急需要研究开发一种新型的测试台,能够在不改变测试台硬件配置的情况下,通过更改软件以满足客户的个性化要求,使测试工艺硬件配置统一,达到降低成本、便于管理的目的。本文研究开发以ARM9芯片S3C2410为核心的中小尺寸液晶面板通用测试系统控制软件。为此,在分析TFT-LCD和触摸屏驱动原理的基础上,深入研究了ARM9芯片S3C2410的TFT-LCD驱动模块和触摸屏控制器在Linux操作系统下的驱动程序设计过程与实现方法,确定TFT-LCD和触摸屏的控制流程和控制器设置规则。重点剖析了Linux操作系统的FrameBuffer的体系结构,并详细讨论了在此体系结构中的设备驱动实现方式。针对ARM9芯片S3C2410在高刷新速率、高分辨率显示时内存不足的问题,利用图形加速芯片SM501实现了各种格式图片的高分辨率显示,包括自定义图形和动画播放。此外本文还设计了Linux环境下S3C2410外围设备的驱动程序,包括SPI总线、I2C总线、串口和按键的驱动程序以及应用程序。利用Altera公司的EP2C5Q208型FPGA实现像素数据输出时序转换和对外部时序控制芯片的控制。最后在RedHat9虚拟机平台上成功移植了嵌入式Linux系统环境下的TFT-LCD和触摸屏驱动、SM501驱动以及多种外部通讯总线的驱动程序并经过调试进入正常运行。利用苏州友达光电有限公司提供的TFT液晶模块和触摸屏模块进行测试,结果表明该软件系统通用性好,可移植性强,操作方便,能实现根据客户需求显示多种格式的图片和动画,进行相应的屏幕检测,基本实现了友达公司提出的各项操作要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 嵌入式系统现状和发展趋势  11-12
    1.2.2 TFT-LCD研究现状和发展趋势  12-14
    1.2.3 触摸屏研究现状和发展趋势  14-15
  1.3 课题研究内容和意义  15-17
第2章 系统开发的基本理论知识  17-29
  2.1 ARM简介  17-20
    2.1.1 ARM处理器  17-19
    2.1.2 53C2410 芯片  19-20
  2.2 嵌入式Linux简介  20-23
    2.2.1 嵌入式Linux功能  21-22
    2.2.2 嵌入式Linux驱动程序  22-23
  2.3 TFT-LCD显示原理介绍  23-26
    2.3.1 TFT-LCD结构  23-24
    2.3.2 TFT-LCD显示驱动原理  24-26
  2.4 触摸屏原理介绍  26-28
    2.4.1 触摸屏简介  26-27
    2.4.2 触摸屏原理  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 TFT-LCD检测系统设计  29-56
  3.1 系统设计任务  29-30
    3.1.1 TFT-LCD检测系统设计任务  29-30
    3.1.2 触摸屏检测系统设计任务  30
  3.2 系统设计总体方案  30-31
  3.3 S3C2410 对TFT-LCD的支持  31-33
  3.4 Linux下FrameBuffer机制的研究  33-38
    3.4.1 Linux下FrameBuffer机制介绍  33-34
    3.4.2 FrameBuffer设备驱动的实现  34-37
    3.4.3 FrameBuffer显示应用程序的实现  37-38
  3.5 SM501 显卡接口设计和驱动的编写及移植  38-42
    3.5.1 SM501 的接口设计  38-40
    3.5.2 SM501 加速和显示原理  40-41
    3.5.3 Linux环境下SM501 驱动的编写和移植  41-42
  3.6 时序控制芯片接口设计  42-50
    3.6.1 FPGA时序数据格式转换电路设计  43-46
    3.6.2 SPI总线接口设计  46-47
    3.6.3 IIC总线接口设计  47-50
  3.7 串口设计  50-52
    3.7.1 串口应用程序的编写  50-52
  3.8 BMP图片显示原理  52-55
    3.8.1 BMP位图结构简介  53-54
    3.8.2 BMP位图显示函数的设计  54-55
  3.9 本章小结  55-56
第4章 触摸屏检测系统设计  56-63
  4.1 触摸屏检测系统设计原理  56-57
  4.2 触摸屏检测系统驱动的实现  57-59
  4.3 触摸屏坐标校准  59-62
    4.3.1 四点校准法  59-60
    4.3.2 三点校准法  60-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章 实验测试结果  63-76
  5.1 软件系统测试总体设计流程  63-64
  5.2 TFT-LCD检测系统测试实验  64-72
    5.2.1 时序控制芯片输入结果  65-69
    5.2.2 显示图片结果  69-70
    5.2.3 显示动画结果  70-71
    5.2.4 显示自定义图象结果  71-72
  5.3 触摸屏检测系统测试实验  72-75
    5.3.1 四点校准法结果  73-74
    5.3.2 三点校准法结果  74-75
    5.3.3 结果分析  75
  5.4 本章小结  75-76
结论  76-77
参考文献  77-80
附录1 实验硬件实物图  80-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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